Concetti Chiave
- Le correnti di Foucault si manifestano quando il flusso di un campo magnetico variabile induce correnti in un blocco conduttore, causando riscaldamento e perdite energetiche.
- Per minimizzare le perdite energetiche causate dalle correnti di Foucault, si preferiscono lamine sottili a blocchi metallici compatti.
- Le correnti di Foucault generano effetti meccanici, come la resistenza al movimento delle lamine di rame in campi magnetici, sfruttata nei freni elettromagnetici.
- L'autoinduzione si verifica quando la variazione della corrente in un circuito induce una forza elettromotrice nello stesso circuito, secondo la legge di Faraday-Neumann.
- Il coefficiente di autoinduzione L dipende dal circuito e dal materiale circostante, influenzando l'intensità del fenomeno di autoinduzione.
Le correnti di Foucalt e il fenomeno dell'autoinduzione sono importanti conseguenze dell'induzione elettromagnetica.
1) Corrente di Foucault.
Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica ha luogo anche nel caso in cui una certa regione di spazio sia occupata da un blocco di conduttore.
Se in tale spazio é presente un campo magnetico il cui flusso varia nel tempo, in ogni punto del blocco di conduttore nascono delle correnti indotte, che si svolgono su percorsi chiusi.
Queste sono i portatori di carica del conduttore che, per induzione elettromagnetica, eseguono moti simili a moti vorticosi di fluidi.
Queste correnti vorticose sono dette corrente di Foucalt.
Le correnti di Foucalt si manifestano in vari modi. Prima di tutto, per effetto Joule, riscaldano il conduttore e danno luogo a una grande perdita di energia.
Per ridurre ciò si utilizzano lamine al posto di blocchi compatti di metallo. Le correnti di Foucalt originano anche effetti meccanici macroscopici. Infatti se si pone una lamina di rame fra le espansioni di un elettrocalamita, essa non è attirata dai poli magnetici. Invece se la si estrae rapidamente dal campo magnetico, si sente una forte resistenza perché le correnti di Foucalt generate in essa sono soggette ad una forza dovuta al campo magnetico stesso. Inoltre, per le legge di Lenz, il verso della corrente indotta é tale che la forza che agisce sulla piastra tende a ostacolare il moto che l'ha generata. (Meccanismo dei freni elettromagnetici dei treni).
2) Autoinduzione.
Dato che un circuito percorso da corrente elettrica genera nello spazio circostante un campo magnetico le cui linee di forza sono concatenate con il circuito stesso, dalla legge di Faraday-Neumann segue il fenomeno dell'autoinduzione, ossia ogni volta che varia la corrente circolante nel circuito, si ha una forza elettromotrice indotta nel circuito stesso. In questo caso il flusso del campo magnetico é proporzionale all'intensità della
corrente che circola nel circuito.
Quindi la forza elettromotrice indotta sará proporzionale alla derivata dell'intensità della corrente. Φ(B(→))= Li, quindi f.e.m= -L (di/dt).
Il coefficiente di autoinduzione L del circuito, é una caratteristica del circuito e del materiale in cui esso é immerso, ed é la grandezza che descrive l'intensità dell'effetto dell'autoinduzione.
Due esempi del fenomeno di autoinduzione sono l'extracorrente di apertura e di chiusura che si hanno nel momento in cui un circuito viene chiuso o aperto. (Quando un circuito viene chiuso l'intensità della corrente varia da zero ad un valore i, quindi varia il flusso dal campo magnetico generato da tale corrente e concatenato al circuito. Così si genera una corrente indotta che tende ad opporsi alla corrente che l'ha generata.)
Domande da interrogazione
- Cosa sono le correnti di Foucault e come si manifestano?
- Qual è il ruolo delle lamine nel ridurre le perdite di energia dovute alle correnti di Foucault?
- Che cos'è l'autoinduzione e come si verifica in un circuito?
- Quali sono gli esempi di fenomeni di autoinduzione nei circuiti elettrici?
Le correnti di Foucault sono correnti indotte che si formano in un blocco di conduttore quando un campo magnetico variabile è presente. Si manifestano riscaldando il conduttore per effetto Joule e generando effetti meccanici, come la resistenza al movimento di una lamina di rame in un campo magnetico.
Le lamine sono utilizzate al posto di blocchi compatti di metallo per ridurre le perdite di energia causate dalle correnti di Foucault, poiché limitano il riscaldamento del conduttore.
L'autoinduzione è il fenomeno per cui una variazione della corrente in un circuito genera una forza elettromotrice indotta nello stesso circuito. Questo avviene perché il campo magnetico generato dalla corrente è concatenato con il circuito stesso.
Due esempi di fenomeni di autoinduzione sono l'extracorrente di apertura e di chiusura che si verificano quando un circuito viene chiuso o aperto, causando una variazione del flusso del campo magnetico e generando una corrente indotta opposta.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
